Téma 4 – Komunikačné protokoly, Logické obvody
Úvod
Počítačové siete fungujú iba vtedy, ak zariadenia používajú:
👉 rovnaké komunikačné pravidlá
Tieto pravidlá nazývame:
👉 komunikačné protokoly
Druhá časť témy sa venuje logickým obvodom, ktoré tvoria základ číslicovej techniky a počítačov.
Komunikačný protokol
Komunikačný protokol je:
👉 súbor pravidiel pre komunikáciu zariadení
Určuje:
- formát dát
- spôsob odosielania
- spôsob prijímania
- kontrolu chýb
Základné prvky komunikácie
Komunikácia obsahuje:
- odosielateľa
- príjemcu
- médium
- správu
- pravidlá komunikácie
Komunikácia medzi ľuďmi
Aj ľudia musia dodržiavať pravidlá komunikácie.
Napríklad:
- hovoriť rovnakým jazykom
- používať správne slová
- počúvať druhú stranu
Ak pravidlá nedodržíme:
👉 komunikácia zlyhá
Rovnako fungujú aj počítačové siete.
Pravidlá komunikácie v sieti
Pri komunikácii v sieti treba zabezpečiť:
- správne adresovanie
- formát dát
- synchronizáciu
- kontrolu chýb
- riadenie prenosu
Ethernet
Ethernet je:
👉 najpoužívanejší sieťový protokol LAN sietí
Používa sa:
- v domácich sieťach
- vo firmách
- v školách
Metóda prístupu Ethernetu
Ethernet používa:
CSMA/CD
Význam:
Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection
Funkcia CSMA/CD
Zariadenie:
- počúva médium
- ak je voľné → vysiela
- ak vznikne kolízia → prenos sa opakuje
Ethernetový rámec
Ethernetový rámec obsahuje:
- preambulu
- cieľovú MAC adresu
- zdrojovú MAC adresu
- typ
- dáta
- FCS
Preambula
Preambula slúži:
👉 na synchronizáciu komunikácie
Cieľová MAC adresa
Určuje:
👉 komu je rámec určený
Zdrojová MAC adresa
Určuje:
👉 kto rámec odoslal
Dáta
Obsahujú:
👉 prenášanú informáciu
FCS
FCS znamená:
Frame Check Sequence
Používa sa:
👉 na kontrolu chýb
MAC adresa
MAC adresa je:
👉 fyzická adresa zariadenia
Používa sa:
- v LAN sieťach
Štruktúra MAC adresy
MAC adresa má:
48 bitov
Zapisuje sa:
- hexadecimálne
- v šiestich dvojiciach
Príklad:
00:1A:2B:3C:4D:5E
Časti MAC adresy
MAC adresa obsahuje:
- identifikátor výrobcu
- identifikátor zariadenia
Komunikácia v LAN
V LAN sieti zariadenia komunikujú:
👉 pomocou MAC adries
Switch podľa MAC adresy rozhoduje:
- kam odošle rámec
Poradie ethernetového rámca
Správne poradie:
- preambula
- cieľová MAC adresa
- zdrojová MAC adresa
- typ
- dáta
- FCS
Hlasová správa v rámci
Cieľová adresa
000-555-1000
Zdrojová adresa
000-555-2000
Dáta
Ahoj Tasha, tu je Christopher. Môžeš mi povedať akú úlohu z matiky máme na dnes? Ďakujem, maj sa.
Logické obvody
Logické obvody patria do:
👉 číslicovej techniky
Pracujú s hodnotami:
- 0
- 1
Základné logické obvody
Používajú sa:
- AND
- OR
- NOT
- NAND
- NOR
- XOR
Logický člen AND
Výstup je 1 iba vtedy, ak sú všetky vstupy 1.
Vzťah:
Y = A · B
Pravdivostná tabuľka AND
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Logický člen OR
Výstup je 1, ak je aspoň jeden vstup 1.
Vzťah:
Y = A + B
Pravdivostná tabuľka OR
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Logický člen NOT
Invertuje vstup.
Vzťah:
Y = ¬A
Pravdivostná tabuľka NOT
| A | Y |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
NAND
Je negáciou AND.
Vzťah:
Y = ¬(A · B)
NOR
Je negáciou OR.
Vzťah:
Y = ¬(A + B)
XOR
Výstup je 1, ak sú vstupy rozdielne.
Vzťah:
Y = A ⊕ B
Použitie logických obvodov
Logické obvody používame:
- v procesoroch
- v počítačoch
- v digitálnych zariadeniach
- v automatizácii
Najčastejšie chyby maturantov
- zámena MAC a IP adresy
- nesprávne poradie ethernetového rámca
- nepochopenie CSMA/CD
- zámena AND a OR
- nesprávne čítanie pravdivostných tabuliek
Zhrnutie pre maturitu
- Komunikačný protokol určuje pravidlá komunikácie.
- Ethernet používa CSMA/CD.
- Ethernetový rámec obsahuje MAC adresy a dáta.
- MAC adresa identifikuje zariadenie v LAN.
- Logické obvody pracujú s logickou 0 a 1.
- Základné logické obvody sú AND, OR a NOT.
Otázky pre študentov
- Čo je komunikačný protokol?
- Čo znamená CSMA/CD?
- Aké časti obsahuje ethernetový rámec?
- Čo je MAC adresa?
- Aký je rozdiel medzi AND a OR?